西班牙国家心血管研究中心Carlos III (CNIC)的两个研究团队在西班牙开发了一种开创性技术,用于表征单个心肌细胞(负责心脏收缩的细胞)的蛋白质组。
发表在《基因组生物学》(Genome Biology)上的这项研究表明,再生策略中使用的转录因子Myc以不同方式改变每个细胞的蛋白质表达,从而产生一群具有再生潜力的心肌细胞亚群。
根据研究负责人Miguel Torres和Jesús Vázquez的说法,这些发现为Myc在单个心肌细胞水平上的作用机制提供了关键见解,并为未来再生疗法的开发提供了新的机会。
人体内的所有器官和组织都由执行专门功能的不同细胞类型组成。例如,在心脏中,心肌细胞与成纤维细胞、血管内衬细胞以及各种免疫细胞共存。
最近的研究表明,即使是相同类型的细胞也不完全相同。一些细胞表现出不同的特征和功能,形成专门的亚群,在组织功能和疾病发展中发挥特定作用。
近年来,对这种细胞多样性的研究改变了生物医学研究,为癌症、神经退行性疾病和心血管疾病等领域提供了新的见解。然而,系统分析单个细胞中存在的蛋白质仍然是一个重大的技术挑战,限制了科学家全面了解健康和患病组织功能的能力。
在这项新研究中,CNIC科学家与瑞典斯德哥尔摩的卡罗林斯卡学院(Karolinska Institute)的合作伙伴合作,开发了一种技术,用于表征从心脏中分离出的单个心肌细胞的蛋白质组(表达蛋白的完整集合)。
"这种新方法是通过结合优化的细胞隔离方案、最先进的质谱技术以及新的生物信息学和统计算法开发的,"Jesús Vázquez博士解释道。
成年哺乳动物心脏的再生能力有限,无法有效替代因心血管事件或疾病而受损的细胞。
Miguel Torres团队之前的工作表明,在成年心脏中表达转录因子Myc可以促进心肌梗死后的心脏恢复。Miguel Torres博士解释说,这些研究显示"Myc在再生疗法开发方面具有巨大潜力;然而,其作用机制及其对心肌细胞的影响——特别是在单细胞水平上——仍然未知。"
在本研究中,研究人员应用他们新的单细胞蛋白质组学方法来分析Myc表达对成年心肌细胞的影响。
"我们的结果表明,Myc表达在每个个体细胞中以不同方式改变代谢酶的水平,产生不同的细胞不成熟状态,并形成一群具有再生潜力的心肌细胞亚群,"研究第一作者Consuelo Marín-Vicente说。
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